Name: 다양한 훈련 접근법을 위한 수영 유도 제브라피시 운동 기구 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-18T12:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 34 s
Description: 학습하세요 제브라피시 운동 생리학 연구를 위한 사용자 친화적 수영 터널 구축 방법입니다. Arduino 기반 수류 조절 시스템으로 고강도 및 중등도 훈련 프로토콜을 구현하여 Danio rerio의 운동 성능 변화를 정밀하게 측정하고 분석할 수 있습니다.

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<ol><li>Seo, D. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Humanized+animal+exercise+model+for+clinical+implication%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch+Eur.+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Humanized animal exercise model for clinical implication.</a> Pflugers Arch Eur. J Physiol. 466 (9), 1673-1687 (2014).</li>
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<li>Marcinko, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+intensity+interval+training+improves+liver+and+adipose+tissue+insulin+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Metab%22%5BJournal%5D)">High intensity interval training improves liver and adipose tissue insulin sensitivity.</a> Mol Metab. 4 (12), 903-915 (2015).</li>
<li>Chen, W., Ge, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gonad+differentiation+and+puberty+onset+in+the+zebrafish%3A+Evidence+for+the+dependence+of+puberty+onset+on+body+growth+but+not+age+in+females%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Reprod+Develop%22%5BJournal%5D)">Gonad differentiation and puberty onset in the zebrafish: Evidence for the dependence of puberty onset on body growth but not age in females.</a> Mol Reprod Develop. 80 (5), 384-392 (2013).</li>
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<li>Conradsen, C., McGuigan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sexually+dimorphic+morphology+and+swimming+performance+relationships+in+wild-type+zebrafish+Danio+rerio%5BTitle%5D)+AND+%22J+Fish+Bio%22%5BJournal%5D)">Sexually dimorphic morphology and swimming performance relationships in wild-type zebrafish Danio rerio.</a> J Fish Bio. 87 (5), 1219-1233 (2015).</li>
<li>Hughes, D. C., Ellefsen, S., Baar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptations+to+endurance+and+strength+training%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harb+Perspect+Med%22%5BJournal%5D)">Adaptations to endurance and strength training.</a> Cold Spring Harb Perspect Med. 8 (6), 1-18 (2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>CPVC 여성 90도 엘보우 배관용</td><td>Tigre</td><td>22150260</td><td>3/4-inch&nbsp;</td></tr><tr><td>24AWG 와이어</td><td>스카이 카블로 스토어</td><td></td><td>퍼포레이티드 회로 보드 (1m)의 구성 요소 간 연결</td></tr> <tr><td>아크릴 파이프</td><td>The Clear Plastic Shop</td><td>41138408</td><td>3/4-inch&nbsp;</td></tr><tr><td>수족관 잠수 물고기 탱크</td><td>아쿠아 탱크</td><td></td><td>300w</td></tr><tr><td>CPVC 파이프</td><td>Tigre</td><td>10121787</td><td>3/4-inch&nbsp;</td></tr><tr><td>여성용 나사식 게이트 워터 밸브</td><td>Tigre</td><td>27950310</td><td>3/4인치&nbsp;</td></tr><tr><td>여성용 나사가 달린 글로브 워터 밸브</td><td>Tigre</td><td>27940510</td><td>3/4인치&nbsp;</td></tr><tr><td>hrough-hole 저항기</td><td>BXV</td><td></td><td>10 k&Omega;, 0.25W t</td></tr><tr><td>실험실 지지대 클램프와 30인치 로드&nbsp;</td><td>Masiye Labs</td><td>RSC0001</td><td>수평 파이프</td></tr><tr><td>LCD 화면 지원&nbsp;</td><td>Eichip</td><td></td><td>16 x 2, 모델 JHD162A</td></tr><tr><td>남성 x 남성 듀퐁 점퍼</td><td>Chyan</td><td></td><td>아두이노와 플로우 센서 사이의 연결 (30 cm)</td></tr><tr><td>퍼포레이티드 회로 보드 단면</td><td>KY WIN ROBOT</td><td></td><td>5 x 10 cm</td></tr><tr><td>포텐시오미터</td><td>LUSYA</td><td>DL-ALPSA01</td><td>10k&Omega;</td></tr><tr><td>물 차단 테이프</td><td>One World</td><td>5603131000</td><td>누출을 피하기 위해</td></tr><tr><td>실리콘 호스</td><td>Tigre</td><td></td><td>14211250 2cm 내부</td></tr><tr><td>납땜 스테이션</td><td>QHTITEC</td><td>EU/US PLUG</td><td>Arduine 시스템 용접을</td></tr> 피하십시오.<tr><td>솔더 와이어 스풀</td><td>BEEYIHF</td><td>I001-A001-Set</td><td>Arduine 시스템 용접&nbsp;</td></tr><tr><td>나사가 달린 남성 소켓 및 나사가 없는 여성 소켓 CPVC 파이프 피팅</td><td>TIgre</td><td>35447849</td><td>3/4-inch&nbsp;</td></tr><tr><td>Tricaine (MS-222)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E10521</td><td>마취</td></tr>제 <tr><td>UNO-R3 보드 UNO R3 CH340G+MEGA328P 칩 16Mhz&nbsp;</td><td>FSXSEMI</td><td></td><td>아두이노 UNO R3 개발 보드</td></tr><tr><td>비스레드 CPVC 티 파이프 피팅, 여성</td><td>Tigre</td><td>22200267</td><td>3/4-inch&nbsp;</td></tr><tr><td>나사가 없는 여성 CPVC 소켓 파이프 피팅</td><td>Tigre</td><td>22170260</td><td>3/4-inch&nbsp;</td></tr><tr><td>물 흐름 센서&nbsp; 모델 YF-B5&nbsp;</td><td>Siqma Robotics</td><td>SQ8659</td><td>1-25 L/min</td></tr><tr><td>워터 펌프&nbsp;</td><td>Sunsun</td><td></td><td>모델 HJ-2041, 3000L/h, 65W</td></tr><tr><td>저수지</td><td>사용자 정의</td><td></td><td>30 L</td></tr></tbody></table>

다양한 훈련 접근법을 위한 수영 유도 제브라피시 운동 기구

A Swimming-Induced Zebrafish Exercise Apparatus for Versatile Training Approaches

운동 기구는 유속을 조절하는 데 놀라운 효율성을 보여주었습니다. 수영 속도를 점진적으로 향상시키기 위해 0.06m/s의 일정한 유속으로 유지된 SED 그룹을 제외한 모든 그룹에 대해 물의 흐름을 매주 점진적으로 증가시켰습니다. 특히, 이 장치는 0.001m/s의 미세한 유속 조정을 달성하여 놀라운 수준의 정밀도를 허용했습니다. 그러나 오류율은 0.06m/s와 같은 저속에서 30%였습니다. 0.3m/s 및 0.5m/s와 같은 고속에서 오류율은 3%-4%였습니다(그림 2). 훈련 중 도달한 최대 속도는 SED에서 0.4m/s, MICT에서 0.44m/s, 마지막 지구력에서 HIIT 그룹에서 0.49m/s였습니다.
제브라피시의 신체적 성능은 내구성 테스트에서 Umax를 사용하여 매주 평가되었습니다. 그 결과, MICT와 HIIT를 투여받은 제브라피시의 신체 능력이 SED 그룹에 비해 크게 향상된 것으로 나타났습니다(그림 4). MICT와 HIIT는 모두 훈련 중 이동한 동일한 거리에 제출되었습니다. 그러나 HIIT 그룹은 단 2주 만에 Umax가 유의하게 증가하는 등 빠른 개선을 유도했습니다(p =0.0003). 훈련 기간 동안 HIIT 그룹은 매주 10%의 지속적인 개선을 보였으며 그 결과 약 30%의 전반적인 향상을 보였습니다. 대조적으로, MICT 훈련은 훈련 3주에만 Umax의 눈에 띄는 ~10% 증가를 기록한 후 다음 주에는 추가 개선이 없는 등 보다 점진적인 증가를 보였습니다(p =0.0024). 이러한 결과는 HIIT 및 MICT 훈련 프로토콜이 제브라피시의 신체 능력에 미치는 차별적인 효과를 강조합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig01.jpg"> 그림 1: 장치 설계. (A) 수영 장치의 개략도. 파란색 화살표는 물의 흐름 방향을 나타냅니다. 관련 파이프 길이가 표시되어 있습니다. 문자는 보충 표 1에 설명된 각 장치 구성 요소를 나타냅니다. (B) 장치의 사진. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig02.jpg"> 그림 2: 0.5L 유량에 필요한 시간을 측정하여 물 흐름 센서를 보정합니다. SEM은 0.06m/s에서 0.277, 0.3m/s에서 0.123, 0.5m/s 그룹에서 0.109였습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig03.jpg"> 그림 3: LCD에 대한 Arduino 연결의 개략도. 센서의 적절한 전선은 Arduino의 D2 핀과 10kΩ 저항(신호선), Arduino의 접지(검은색 선) 및 Arduino의 5V(빨간색 선) 사이에 연결하거나 납땜해야 합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig04.jpg"> 그림 4: 최대 수영 속도(Umax)로 표현된 수영 성능. a, b, c는 각 그룹 내의 주간 수영 능력 추정치 간의 통계적 차이를 나타냅니다. *그룹 간의 차이를 나타내며 양방향 분산 분석(Tukey posthoc)을 사용하여 비교합니다. *p = 0.01; **p = 0.001; p = 0.0001입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig05.jpg"> 그림 5: 형태학적 측정. (A) 신체 상태 지표 (체중 [g] / 표준 길이 [mm]2; BMI)를 선택합니다. (B) 신체 측정의 대표 이미지. (C) 신체 상태 점수(BCS). 오차 막대는 BMI의 경우 0.026에서 0.045 사이, BCS의 경우 0.4에서 0.96 사이의 범위에 해당합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 표 1: 제브라피시 운동 기구에 대한 재료 및 조립 가이드. 테이블에는 그림에 표시된 조립 순서와 일치하는 문자가 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Supplementary%20Table%201.xlsx" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 1: 유속을 측정하기 위해 주석이 달린 Arduino 스케치. 각 코드 줄에 대한 주석은 이중 슬래시 뒤에 통합됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Arduino%20Sketch.zip" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
추가 파일 2: 설정 세부 정보를 포함한 Arduino 파일. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/flowsensor.zip" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

To comprehensively investigate the effects of exercise on health and disease, animal models play a pivotal role. Zebrafish, a widely utilized vertebrate ...

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

이 기사는 제브라피시의 스트레스를 평가하는 행동 방법을 설명합니다. 스트레스에 대한 반응으로 제브라피쉬는 스트레스가 제거될 때까지 수조 바닥에서 수영하는 경향이 있습니다. 샘플 프로토콜은 분석을 수행하기 위한 단계적 방법을 설명합니다.

새로운 탱크 다이빙 분석: 제브라피시의 선천적 스트레스 반응을 연구하는 방법

제브라피쉬의 개별 및 그룹을 추적할 수 있는 3D 자동 비디오 시스템의 사용에 대해 설명합니다. 응용 사례로, NMDA 수용체 길항제 MK-801이 제브라피시 떼에 미치는 영향을 조사합니다.

기록 개인과 성인 Zebrafish의 떼에 자동 3D 추적 시스템을 사용하여

제브라피시는 이제 근이영양증, 선천성 근병증 및 관련 신경근 질환을 모델링하기 위한 확립되고 강력한 도구입니다. 복굴절(Birefringence)과 촉각(touch-hoked) 탈출 행동은 초기 발달 과정에서 제브라피시 배아의 근육 무질서 및 기관차 손상 정도를 결정하는 데 사용되는 두 가지 일반적인 비침습적 분석법입니다.

복굴절(Birefringence) 및 촉각-유발 탈출 반응 분석(Touch-evoke Escape Response Assay)에 의한 유충 제브라피시의 골격근 결손 분석

번식 및 생체 내 연구에 적합한 제브라피시 시설이 쉽고 저렴한 방식으로 지어졌습니다. 유지 보수가 최소화됩니다. 이 시설은 학생 참여 및 독립적인 연구에 이상적입니다.

저렴하고 간편한 구축 Zebrafish의 시설의 건설

얼룩말은 근육 기능과 질병을 연구하는 훌륭한 모델입니다. 초기 배발생 동안 제브라피쉬는 규칙적인 근육 수축을 시작하여 리드미컬한 수영 행동을 일으키며, 이는 근육이 파괴될 때 변경됩니다. 여기에서는 근육 기능의 척도로서 수영 성능을 조사하기 위해 촉각 유발 반응 및 운동 분석에 대해 설명합니다.

터치 유발 대응 및 로코 분석 실험을 사용하여 Zebrafish의 근육의 성능 및 기능을 평가하기 위해

이 원고는 성인 제 브라 피시에서 행동 하는 스트레스를 측정 하는 간단한 방법을 설명 합니다. 이 접근법은 zebrafish가 스트레스가 많은 상태일 때 탱크의 아래쪽 절반을 선호 하는 타고 난 경향을 활용 합니다. 우리는 또한 약리학으로 분석을 결합 하는 방법을 설명 합니다.

제 브라 피시에서 선천적인 스트레스를 연구 하는 행동 접근법

척수 손상 후 기능적 회복이 가능한 성인 제브라피쉬는 신경 재생의 선천적 메커니즘을 밝히는 최고의 모델 시스템입니다. 여기에서는 수영 지구력과 수영 행동 분석을 척수 재생의 기능적 판독으로 설명합니다.

성인 제브라 피쉬의 수영 지구력 및 수영 행동 평가

광학 선명도는 제브라 피쉬의 세포 생물학적 및 생리 학적 작업에 대한 주요 이점입니다. 골격근 및 이웃 조직의 성장이 전신 성장과 어떻게 통합되는지에 대한 새로운 통찰력을 허용하는 개별 동물의 세포 성장 측정을위한 강력한 방법이 설명됩니다.

변경된 전기적 활동을 받은 개별 살아있는 제브라피쉬의 골격근 성장에 대한 실시간 및 반복 측정

설치류에서 제브라피시까지 다방 사회적 선호 과제가 적용되어 모델 생물의 사회적 행동 연구를 용이하게 합니다. 이 프로토콜은 웹캠과 오픈소스 소프트웨어를 활용한 저비용 3챔버 오픈 탱크 작업을 검증하여 제브라피시의 사회적 선호도를 측정하여 학부 연구와 교육에 접근성을 높입니다.

3개 방 개방형 수조 자유수영 과제를 이용한 제브라피시(Danio rerio)의 사회적 선호를 조사하는 저비용 대안

조직 공학 실험 접근법

학습하세요 제브라피시 운동 생리학 연구를 위한 사용자 친화적 수영 터널 구축 방법입니다. Arduino 기반 수류 조절 시스템으로 고강도 및 중등도 훈련 프로토콜을 구현하여 Danio rerio의 운동 성능 변화를 정밀하게 측정하고 분석할 수 있습니다.

다양한 훈련 접근법을 위한 수영 유도 제브라피시 운동 기구

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